Água e gasolina estão contidas no interior de um cilindro, cujas alturas de fluido são 0,5 e 1 m , respectivamente. Determine a pressão na superfície inferior da camada de água, sabendo-se que a pressão atmosférica é 101 kPa .
Passo 1
Beleza, então o exercício diz que num cilindro temos duas camadas de líquido: água e gasolina. A camada de água tem 0,5 m de altura e, em cima dela, tem 1 m de gasolina. Queremos saber a pressão lá embaixo da água (ou seja, na superfície inferior da camada de água), sabendo que a pressão lá em cima, na superfície livre da gasolina, é a pressão atmosférica
.
Conteúdo: hidrostática (princípio de Pascal), cálculo de pressão em função da altura de fluido ( ). Vamos precisar de:
Conteúdo: hidrostática (princípio de Pascal), cálculo de pressão em função da altura de fluido (
- densidade da água (
); - densidade da gasolina (vamos usar
); - aceleração da gravidade (
).
Passo 2
Pelo princípio da hidrostática, a pressão aumenta conforme descemos no fluido, obedecendo
Aqui temos duas camadas: primeiro descemos 1 m na gasolina, depois mais 0,5 m na água. A pressão inicial
é a pressão atmosférica
.
Passo 3
Vamos somar o “peso colunar” de cada camada:
- Queda de 1 m na gasolina:
- Queda de 0,5 m na água:
Resposta
A pressão na superfície inferior da camada de água é
Ou seja, aproximadamente 113 kPa.